Trả lời câu hỏi Sinh học 11 Cánh diều Bài 1: Khái quát về trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng kèm sơ đồ tư duy trực quan, dễ hiểu và luyện tập trắc nghiệm có đáp án
Giải Sinh học 11 Cánh diều Bài 1: Khái quát về trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng
Câu hỏi mở đầu: Năng lượng chủ yếu cung cấp cho sinh vật trên Trái Đất bắt nguồn từ đâu và được hấp thụ, chuyển hóa như thế nào?
Lời giải:
Năng lượng cung cấp cho sinh vật trên Trái Đất có từ hai nguồn năng lượng là năng lượng ánh sáng và năng lượng hóa học.
Trong đó, năng lượng chủ yếu cung cấp cho sinh vật trên Trái Đất bắt nguồn từ năng lượng ánh sáng mặt trời.
Các sinh vật quang tự dưỡng tự hấp thụ rồi chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học tích lũy trong các hợp chất hữu cơ thông qua quá trình tổng hợp, ví dụ như thực vật, tảo, vi khuẩn lam,… Và các sinh vật hóa tự dưỡng chuyển hóa năng lượng hóa học trong các hợp chất vô cơ thông qua quá trình hóa tổng hợp: ví dụ như vi khuẩn oxi hóa hydrogen, iron,..
I. Quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng trong sinh giới
Câu hỏi 1: Cho biết vai trò của sinh vật tự dưỡng trong sinh giới.
Lời giải:
– Vai trò của sinh vật tự dưỡng trong sinh giới: Các sinh vật tự dưỡng có khả năng tổng hợp chất hữu cơ (đặc trưng là C6H12O6) từ các chất vô cơ. Hợp chất hữu cơ được chính các sinh vật tự dưỡng sử dụng cho các hoạt động sống, đồng thời cũng là nguồn cung cấp nguyên liệu và năng lượng cho các hoạt động sống của sinh vật khác => Các sinh vật tự dưỡng đóng vai trò là sinh vật sản xuất, cung cấp nguyên liệu và năng lượng cho các sinh vật trong sinh giới.
Câu hỏi 2: Quan sát hình 1.1 và mô tả quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong sinh giới
Lời giải:
Quan sát hình 1.1 và mô tả quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong sinh giới
Quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong sinh giới:
– Năng lượng ánh sáng mặt trời được các sinh vật sản xuất (Thực vật, tảo…) hấp thụ, tổng hợp chuyển hóa thành năng lượng hóa học trong các hợp chất vô cơ thành năng lượng hóa học tích lũy trong các hợp chất hữu cơ.
– Các sinh vật tự dưỡng có khả năng tổng hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ, và sử dụng hợp chất hữu cơ cho các hoạt động sống, đồng thời là nguồn cung cấp nguyên liệu và năng lượng cho hoạt động sống của các sinh vật khác. Các sinh vật tự dưỡng đóng vai trò là sinh vật sản xuất, cung cấp nguyên liệu và năng lượng cho các sinh vật trong sinh giới.
– Sinh vật tiêu thụ những động vật thường sử dụng các sinh vật làm thức ăn, ví dụ: như trâu, bò, dê, cừu,.. ăn thực vật hoặc hổ, báo, chim,.. ăn động vật. Các sinh vật phân giải như nấm vi khuẩn thường sử dụng xác của các sinh vật khác làm nguồn thức ăn.
– Từ quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong sinh giới, một phần năng lượng được các sinh vật dự trữ, một phần sử dụng cho các hoạt động sống và lượng lớn được giải phóng trở lại môi trường dưới dạng nhiệt.
Câu hỏi 3: Quan sát hình 1.2 và mô tả các giai đoạn của quá trình chuyển hóa năng lượng trong sinh giới
Lời giải:
Quá trình chuyển hóa năng lượng trong sinh giới được chi ra là ba giai đoạn:
– Giai đoạn tổng hợp: Các sinh vật quang tự dưỡng chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học tích lũy trong các chất hữu cơ thông qua quá trình tổng hợp, ví dụ như thực vật tảo, vi khuẩn lam,..
– Giai đoạn phân giải: Trong cơ thể sinh vật, quá trình phân giải làm biến đổi các chất hữu cơ lớn thành các phân tử nhỏ hơn và đồng thời, năng lượng hóa học được biến đổi thành ATP trong các chất hữu cơ lớn nhằm dễ dàng duy trì hoạt động sống của sinh vật và một phần trở thành nhiệt năng.
– Giai đoạn huy động năng lượng: Liên kết giữa các gốc phosphate trong phân tử bị ATP phá vỡ, năng lượng được giải phóng, cung cấp các hoạt động sống cho sinh vật. Khi các hoạt động sống được thực hiện thì một lượng lớn năng lượng trong các giai đoạn sẽ tạo ra nhiệt năng, giải phóng trở lại môi trường.
Luyện tập: Tìm hiểu thông tin và hoàn thành bảng 1.1
Lời giải:
Một số đặc điểm của sinh vật tự dưỡng và sinh vật dị dưỡng:
II. Quá trình trao đổi chất, chuyển hóa năng lượng ở cấp tế bào và cấp cơ thể
Câu hỏi: Hãy phân tích mối quan hệ giữa trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở cấp tế bào và cấp cơ thể.
Lời giải:
– Cơ thể sinh vật có thể chỉ là một tế bào (sinh vật đa bài) hoặc gồm nhiều tế bào (sinh vật đa bào). Ở sinh vật đơn bào, quá trình trao đổi chất, chuyển hóa năng lượng chỉ diễn ra ở cấp độ tế bào (giữa tế bào với môi trường và trong tế bào).
– Ở sinh vật đa bào, quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng diễn ra ở cả cấp độ cơ thể và cấp độ tế bào thông qua ba giai đoạn:
+ Giữa môi trường ngoài và cơ thể
+ Giữa môi trường trong cơ thể và tế bào
+ Trong từng tế bào
– Mối quan hệ giữa trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở cấp tế bào và cấp cơ thể:
+ Thu nhận các chất từ môi trường: Các chất dinh dưỡng và năng lượng từ môi trường được thu nhận nhờ các cơ quan chuyên biệt. Ví dụ: Ở thực vật, lá cây hấp thụ năng lượng ánh sáng và CO2, rễ hấp thụ nước và khoáng.
+ Vận chuyển các chất: Các chất dinh dưỡng đã được cơ thể hấp thụ được vận chuyển đến từng tế bào thông qua hệ thống mạch dẫn ở thực vật và hệ tuần hoàn ở động vật
+ Biến đổi các chất: Các chất dinh dưỡng qua hấp thụ có thể được sử dụng trực tiếp hoặc biến đổi thành chất khác trước khi được sử dụng
+ Tổng hợp các chất và tích lũy năng lượng: Tế bào sử dụng nguyên liệu thu nhận được để tổng hợp các chất hữu cơ tham gia kiến tạo cơ thể và dự trữ cho các tế bào, cơ thể. Ví dụ: Quá trình quang hợp tổng hợp glucose ở thực vật
+ Phân giải các chất và giải phóng năng lượng: Tế bào phân giải các hợp chất hữu cơ, giải phóng năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống của tế bào và cơ thể. -> Quá trình này thường hay được thực hiện trong tế bào chất và ti thể
+ Đào thải các chất ra môi trường: Các chất không được tế bào và cơ thể sử dụng sẽ được đào thải ra ngoài môi trường qua các cơ quan chuyên biệt qua các cơ quan như lá, rễ ở thực vật hoặc hệ bài tiết ở động vật.
+ Điều hòa: Quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng được điều hòa dựa trên nhu cầu của cơ thể thông qua hormone (ở cả động vật và thực vật) hoặc hệ thần kinh (ở động vật).
→ Như vậy, ta có thể thấy rằng quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở cấp tế bào và cấp cơ thể không diễn ra riêng biệt mà chúng có mối quan hệ mật thiết, gắn bó với nhau, cấp độ này chính tiền đề của cấp độ kia và ngược lại.
III. Vai trò của trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng đối với sinh vật
Câu hỏi: Cho biết vai trò của trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng đối với sinh vật. Nêu ví dụ minh họa.
Lời giải:
– Vai trò của trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng đối với sinh vật: Quá trình trao đổi chất đã cung cấp nguyên liệ và năng lượng cho cơ thể sinh vật.
+ Cơ thể hấp thụ các chất dinh dưỡng và năng lượng từ môi trường ngoài; biến đổi các sản phẩm hấp thụ thành các chất tham gia kiến tạo cơ thể.
+ Chuyển hóa các sản phẩm hấp thụ thành nguồn năng lượng thực hiện các hoạt động sống của cơ thể.
+ Đào thải các chất không cần thiết cho cơ thể ra môi trường ngoài.
– Ví dụ: Cơ thể người lấy từ môi trường O2, nước và thức ăn; chuyển hóa chúng thành sinh khối kiến tạo cơ thể và năng lượng tích lũy dưới dạng adenosine 5′ -triphosphate (ATP) nhằm cung cấp cho các hoạt động sống của cơ thể; trả lại cho môi trường khí CO2 và các chất thải khác. Năng lượng ATP được cơ thể sử dụng để thiện hiện các hoạt động sống cơ bản như cảm ứng, vận động,… và trả lại cho môi trường một phần năng lượng dưới dạng nhiệt.
Vận dụng: Cho biết ý nghĩa của việc trồng và bảo vệ cây xanh.
Lời giải:
– Trồng và bảo vệ cây xanh đem lại ý nghĩa to lớn đối với Trái Đất:
+ Trổng và bảo vệ được cây xanh sẽ giúp cho cuộc sống của con người được an toàn, sống khỏe mạnh với bầu không khí trong lành
+ Trở thành thức ăn và nơi cư trú, sinh sống cho các sinh vật
+ Điều hòa hàm lượng carbon dioxide giúp giảm hiệu ứng nhà kính – một trong những vấn nạn cấp thiết của thế giới hiện nay
+ Góp phần điều hòa khí hậu, giảm các hậu quả do thảm hoạ lũ lụt, sạt lở đất, xói mò, bão,… gây ra
+ làm nguyên, nhiên liệu phục vụ cho quá trình sản xuất trong đời sống của con người.
Sơ đồ tư duy Sinh học 11 Cánh diều Bài 1
Trắc nghiệm Sinh học 11 Cánh diều Bài 1: Khái quát về trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng
Câu 1: Trong quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong sinh giới, phần lớn năng lượng
A. được các sinh vật dự trữ.
B. được sử dụng cho các hoạt động sống của sinh vật.
C. được giải phóng trở lại môi trường dưới dạng nhiệt.
D. được các sinh vật dự trữ và sử dụng cho các hoạt động sống.
Giải thích:
Trong quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong sinh giới, phần lớn thì năng lượng trở thành dạng nhiệt và được giải phóng trở lại môi trường.
Câu 2: Ở sinh vật đơn bào, quá trình trao đổi chất, chuyển hóa năng lượng diễn ra ở
A. cấp độ tế bào, giữa tế bào với tế bào.
B. cấp độ tế bào, giữa tế bào với môi trường và trong tế bào.
C. cấp độ cơ thể, giữa tế bào với cơ thể.
D. cấp độ cơ thể, giữa tế bào với môi trường trong cơ thể.
Giải thích:
Ở sinh vật đơn bào, quá trình trao đổi chất, chuyển hóa năng lượng diễn ra ở cấp độ tế bào, giữa tế bào với môi trường và trong tế bào.
Câu 3: Trong quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng, con người đã thải ra môi trường những chất nào?
A. Chất dinh dưỡng, chất khoáng và carbon dioxide.
B. Nước tiểu, mồ hôi, oxygen.
C. Nước tiểu, mồ hôi, carbon dioxide.
D. Nước tiểu, mồ hôi, carbon dioxide và oxygen.
Giải thích:
Trong quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng, con người đã thải ra môi trường các chất như: Nước tiểu, mồ hôi, phân, carbon dioxide.
Câu 4: Vì sao trong khẩu phần ăn, chúng ta nên bổ sung nhiều rau xanh và hoa quả tươi?
A. Vì rau xanh và hoa quả tươi cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể.
B. Vì ăn nhiều rau xanh và hoa quả tươi giúp chống lại tất cả các mầm bệnh xâm nhập vào cơ thể.
C. Vì rau xanh và hoa quả tươi chứa nhiều chất xơ, vitamin và khoáng chất, giúp quá trình hấp thu, chuyển hóa các chất dễ dàng hơn.
D. Tất cả các đáp án trên.
Giải thích:
Trong khẩu phần ăn, chúng ta nên bổ sung nhiều rau xanh và hoa quả tươi vì rau xanh và hoa quả tươi chứa nhiều chất xơ, vitamin và khoáng chất, giúp quá trình hấp thu, chuyển hóa các chất trong quá trình tiêu hóa dễ dàng hơn. Nếu không thực hiện bổ sung các chất có từ rau xanh hoa quả tươi thì vấn đề tiêu hóa của chúng ta sẽ gặp phải nhiều khó khăn, phải khám bệnh, uống thuốc.
A – Sai. Bởi vì rau xanh và hoa quả tươi không cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết. Chúng chứa chủ yếu là các chất xơ, vitamin và khoáng chất.
B – Sai. Ăn nhiều rau xanh và hoa quả tươi không giúp cơ thể chống lại tất cả các mầm bệnh, nó chỉ giúp cho việc tiểu hóa của con người trở nên dễ dàng hơn.
Câu 5: Sinh vật nào dưới đây thuộc nhóm sinh vật quang tự dưỡng?
A. Vi khuẩn lam.
B. Vi khuẩn oxi hóa hydrogen.
C. Vi khuẩn oxi hóa sắt.
D. San hô.
Giải thích:
– Sinh vật thuộc nhóm quang tự dưỡng là vi khuẩn lam
– B, C. Sai vì vi khuẩn oxi hóa hydrogen và vi khuẩn oxi hóa sắt thuộc nhóm hóa tự dưỡng.
– D. Sai bởi vì san hô thuộc nhóm sinh vật dị dưỡng.
